[發明專利]一種采用波形鋼板連接件的橋梁拼寬構造及其施工方法

有效

• 申請號: 201611005203.5
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106351132B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 袁輝輝;吳慶雄;程浩德;陳康明;陳寶春;蔡永利
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊,郭東亮

技術領域：

本發明涉及一種采用波形鋼板連接件的橋梁拼寬構造及其施工方法。

背景技術：

近些年來，隨著我國經濟的高速發展，我國交通事業有了長足的進步。但是，由于人員和物資流動日益頻繁，造成了交通需求的激增。為了滿足日益增長的交通量的需求，當前主要有兩種解決方式：一是建設新線路；二是拓寬改建原有線路。由于建設新線路費用高，施工周期長，而且阻斷交通，因此迫切需要對這些公路進行改擴建，由原有的四車道拼寬為六車道或八車道，提高其通行能力。橋梁在現代公路中占有較大比重，加上橋梁拼寬存在技術復雜、實施難度高、對現有交通影響大的特點，因此橋梁拼寬設計已成為公路改擴建工程的重點。經過多年的探索以及諸多工程實踐的證明，國內外已經形成了橋梁拓寬改造技術的基本體系，目前常用的橋梁拓寬拼接方法有三種：①新、舊橋梁的上部結構與下部結構均不連接；②新、舊橋梁的上部結構與下部結構均連接；③新、舊橋梁的上部結構連接、下部結構不連接。

拼接方式①要求在新橋和舊橋之間預留一條縱向工作縫，使新橋和舊橋各自受力、不會互相影響，施工簡單，不存在新、舊橋梁連接的技術難題。但是，由于新橋和舊橋相互獨立，并且服役時間不相同，因此在外荷載作用下會發生新、舊橋變形不協調的現象，導致橋面產生縱橋向裂縫和橫橋向錯臺，影響拓寬后橋梁結構的正常使用。

拼接方式②主要是通過植入鋼筋、澆筑混凝土連接件等方式將新橋上部結構和舊橋上部結構相對應的部位連接起來，同時采用相同的方式將新橋下部結構和舊橋下部結構也進行連接，使新橋和舊橋形成整體，共同受力。但是，采用拼接方式②拓寬后的橋梁結構對新、舊橋梁的基礎沉降差異非常敏感，當新橋相對舊橋的基礎沉降差較大時，新、舊橋梁下部結構連接處會產生較大的附加內力，如果附加內力過大，則會導致連接處出現裂縫，影響橋梁美觀，降低使用性能；同時在新、舊混凝土收縮徐變差異或新舊橋基礎不均勻沉降作用下，新舊橋上部結構連接處也會產生較大的附加內力，也有可能出現裂縫，影響橋梁美觀與行車舒適性。

拼接方式③通過植入鋼筋、整體現澆混凝土連接件（濕接段或橫隔板）等方式將新、舊橋上部結構連接，對于下部結構則采用留工作縫的方式不進行連接。一方面可使新、舊橋梁上部結構連接成整體，共同受力，對舊橋的受力有利；另一方面，新、舊橋梁下部結構不連接，各自受力，互不影響，既避免了新、舊橋梁下部結構連接的技術難題，降低了施工難度，減少了工程成本，又避免了新舊橋基礎沉降差異對拓寬橋梁造成的不利影響。目前國內的滬寧高速公路、滬杭甬高速公路、連霍高速公路鄭州段、京港澳高速公路石安段等多個擴建工程中都采用了這種拼接方式。

但是，當采用拼接方式③對新、舊橋主梁進行拼接時，舊橋已經運營了相當長的一段時間，其主梁的混凝土收縮、徐變變形已經完成且趨于穩定，而在長期荷載作用下，尤其是在混凝土收縮作用下，新橋主梁在縱橋向產生收縮變形；另一方面，縱橋向混凝土拼寬連接件的存在使得新橋主梁的縱橋向收縮變形受到舊橋主梁的約束，在新、老混凝土收縮、徐變差異作用下，導致拓寬后整體結構產生橫橋向彎曲變形，且最大值出現在橋臺或一聯的過渡墩位置。由于早期建造的橋梁采用的支座通常為普通板式橡膠支座，其變形能力小，這會導致新、舊橋梁拼寬后的舊橋支座橫橋向位移過大，發生剪切破壞，影響此類橋梁的正常使用。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種采用波形鋼板連接件的橋梁拼寬構造及其施工方法，結構簡單，有效縮短施工周期，提高經濟效益，保證拼寬后橋梁的使用性能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種采用波形鋼板連接件的橋梁拼寬構造，包括新橋、舊橋以及拼接縫，所述舊橋與新橋之間經由拼接縫進行橫向連接，所述拼接縫中設置有用于連接舊橋邊梁翼緣板和新橋邊梁翼緣板的波形鋼板連接件。

進一步的，所述波形鋼板連接件包括豎向設置的波形鋼板與螺栓，所述波形鋼板設于舊橋邊梁翼緣板和新橋邊梁翼緣板之間，并通過螺栓分別與舊橋邊梁翼緣板和新橋邊梁翼緣板連接，所述螺栓為摩擦型高強度螺栓。

進一步的，所述波形鋼板的兩側直板段均開設有以利螺栓穿過的長條孔，所述長條孔的長度方向與縱橋向相平行。

進一步的，所述波形鋼板的波高方向沿橫橋向布置，所述波形鋼板的波長方向沿縱橋向布置。

進一步的，所述波形鋼板連接件的上方從下往上依次設置有隔離層、拼接段現澆層、防水層以及新橋面鋪裝層。

本發明一種采用波形鋼板連接件的橋梁拼寬構造的施工方法，包含如下步驟：